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RFID文献智能管理系统在深圳图书馆的应用

2013-04-13   来源:CN自动识别网   作者:李星光   点击:15
摘要:本文简要介绍了RFID(无线射频识别)的原理及其在图书馆应用中的优越性,详细阐述了深圳图书馆所采用的RFID文献智能管理系统的功能、系统构成及应用方案设计,对RFID文献智能管理系统在深圳图书馆的应用整合进行了分析。
  为更好的开展读者服务工作,更有效的提高员工的工作效率,改善服务和管理现状,提高图书馆的智能化管理和人性化读者服务的效率,作为图书馆服务体系改进的技术手段和新的技术亮点之一,深圳图书馆新馆在原有的自动化管理系统的基础上,引入RFID自动化管理技术,并结合图书馆的实际业务服务模式和文献管理的方式,对RFID技术在国内图书馆的应用实际进行拓展和深入设计,设计出一套系统的、准确的、高效率的RFID文献智能管理系统并全面实施应用,以期达到文献工作智能化、人性化和高效率,进而在整体上提高服务水平和工作效率的最终目标。

  RFID是近年来国内外图书馆界的热门研究议题,它是一种可应用于图书管理和流通的全新的自动化技术。2002年,新加坡国家图书馆管理局(NLB)发布了世界上首个全面部署RFID的图书管理系统,使新加坡国家图书馆成为世界上第一个实行RFID技术的图书馆,馆内带RFID标签的条目涵盖书籍、期刊、乐谱、CD、DVD和录像带等类型,目前已全面采用RFID系统代替原有的条形码管理方式。除新加坡外,美国、欧洲和我国台湾地区的图书馆也于近年相继采用了该项技术。国内图书馆目前有集美大学诚毅学院图书馆采用了RFID技术并投入使用和运行。

  1 RFID概述

  RFID的全称是Radio Frequency IDentification,即无线射频识别技术,它使用无线传输方式实现对人或物的非接触识别和数据信息交换。在动物跟踪、防盗系统、门禁管理、停车场管理、自动生产线、物料管理等行业领域已有20多年的应用历史。在图书馆的应用中,RFID标签可为一本书籍或一张光盘存储一个唯一的标识符号,并且可以通过这个符号进行快速高效的流通处理和库存管理。

  由于科技的发展与应用的普及,RFID的原理可简化为基于资料存储在一个透过无线电能够被读写器读取资料的标签。如图所示,一个RFID系统包含三个主要部分:RFID标签(tag或称为transponder应答器)、RFID读写器(reader或称为interrogator)、运用于管理两者之间传输资料的应用系统。 
 


图1 RFID原理图

  标签通常是由一组耦合原件与一个电子晶片,提供天线的功能。一个读写器包含射频模块(提供传送与接收信号的处理)和控制模块,以及一组耦合原件,通过输入/输出接口,如串口、USB接口等,与应用系统设备(如PC)连接。

  RFID标签按信号发射机制的不同可分为有源标签和无源标签,按工作的频段不同可以分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波等不同种类。目前适合图书馆所使用的标签为13.56MHz的HF频段无源标签。

  2 RFID文献智能管理系统的功能

  文献是现代图书馆的最基本的资源实体,文献服务是图书馆的基本服务功能,文献管理的三大基本要素为读者、文献、书架。RFID文献智能管理系统中对读者所携带的RFID读者证、文献标识RFID、书库书架位置标识RFID采用同种频段的芯片,这样系统可通过RFID设备实现对读者、文献、书库书架的一体化标识,构成了一个有机的系统整体,为建立系统化的、准确的、高效率的RFID标识文献管理系统提供了技术基础。

  RFID文献智能管理系统在读者、文献、书架的RFID标识的基础上,以RFID标签为流通管理介质,通过相关的RFID流通设备、RFID读写设备、RFID安全门设备、RFID典藏设备进行读者、文献、书架的一体化管理与维护,并借助移动归架书车保持文献与书架的一一对应关系,采用流通设备、典藏设备、智能文献定位书车设备,对读者而言能够实现自助式的操作、定位索取文献,能全面提升读者服务水平,提高服务效率,对工作人员而言能够实现文献的高效率借还、定位管理、精确点藏,能有效降低一线人员的工作量,提高工作效率,提升馆藏管理能力。

  2.1 自助式操作

  RFID采用非接触和一次多本的方式实现快速安全简便的文献自助借还,同时提供自助借还书周边设备,操作简单易学、快速安全,使大部分读者可自行办理文献借还手续,有效保护读者隐私,同时还能有效减轻文献流通部门的工作压力。同时通过定位导航系统、层标架标定位系统,将RFID图书馆应用中的自助特性进行了扩展,读者不仅可以通过自助借还设备实现完全独立的操作,也可脱离工作人员在文献导航指引系统的帮助下进行自助式的文献查找与定位索取。

  2.2 定位索取文献

  以书架的一层为基本排架和文献定位单位,使OPAC查询和馆员指引不仅能够揭示文献的流通状态,同时能够准确给出文献在馆的具体位置,即某个书架的某一层,有效解决开架阅览方式给图书馆带来的文献定位不准及整架困难等问题。引导标识系统科学、简明,无论是工作人员指引读者还是读者自行阅览都变得容易。

  2.3 提高借还作业的效率

  使用了RFID系统之后,可以提高借/还文献业务办理的速度,工作人员可以一次性读入读者所借、还的文献清单无须逐个进行条形扫描,借还文献免除消磁及上磁工作。同时,读者可以通过自助借还设备进行自助式的文献借还操作,有效缓解工作人员的借还业务。

  2.4 文献定位管理

  对书架进行RFID标识,实行严格的定位管理,可以满足多种排架方式:按分类排架、按主题排架、按著者排架等,文献是活动的和流动的,但是书架的位置是固定和不变的。通过RFID智能归架书车和便携式清点器,可以实现文献的定位快速归架、巡架,高效的批处理功能可快速完成文献架位的重新确认和文献的批量入藏,有效地解决了专题文献排架和倒架的问题。

  2.5 精确数据采集与典藏

  依靠快速轻便的手持式RFID阅读设备,极大地提高了馆藏文献清点工作效率,不仅速度提高,更重要的是清点的准确性也有了质的提升,即通过馆藏清点,不仅能掌握准确的馆藏文献数量,更能掌握文献品种,实现传统手工清点方式几乎不可能完成的任务,为读者服务和文献采购部门提供精确的馆藏分析数据。

  3 系统构成

  应用在深圳图书馆中的RFID文献智能系统,主要是通过RFID读写器对粘贴在文献、书架上的RFID标签、RFID借书证的识读,借助于后台RFID管理系统和图书馆自动化集成系统,实现对文献、书架、读者间的借还、归架、典藏及安全防盗检测的一体化管理。

  3.1 硬件构成


图2 深圳图书馆RFID硬件设备组成

  系统中针对RFID标签,有图书RFID标签、光盘RFID标签、架标、层标、RFID读者证等多种类型。图书、光盘RFID标签存储一本图书、一张光盘的基本流通信息,如条码号、流通类型等;架标用于存储一个书架的单面单联信息;层标用于存储一个书架的单面单联的一层信息;RFID读者证存储一位读者的基本信息,如读者证号、读者证的类型等。
为实现读者对流通文献的高效率借还、工作人员的高质量归架及典藏工作,系统配备了多种硬件设施。为对所有的文献、读者证、书架实现RFID管理,系统配备了文献流通和查询设备,有RFID流通工作站、RFID编写器、自助式RFID流通设备、查询终端、清点采集设备、安全检测设备等,同时为实现文献的智能归架定位,设计和实现了RFID文献智能定位书车。    

  3.2 软件模块


图3 深圳图书馆RFID系统软件模块

  RFID标识文献智能管理系统在这些硬件设备的基础上,进行RFID模块的深度开发和设计,并将之整合在深圳图书馆运行的数字图书馆应用平台(dILAS)当中。如图所示系统主要由标识初始化系统、流通管理系统、文献定位系统、采集典藏系统四部分构成。标识初始化系统通过RFID的基本设施实现了文献的RFID标签粘贴、加工及初始化工作,读者证的加工及初始化工作;流通管理系统通过自助借还模块实现了读者对流通文献的自助借还操作,RFID安全检测模块用以保证流通文献的安全保障等;文献定位系统通过RFID移动文献归架书车和书架RFID架标识,实现读者对文献的查询定位导航操作,流通书库架位的采集、整理及更新,工作人员对流通文献的装车、归架、巡架操作;采集典藏系统通过馆藏清点设备,通过对书架的RFID层标识、文献RFID标识的数据采集、统计、对比分析,实现文献的精确清点和典藏。在进行数据整合的过程中,依据SIP2标准协议,进行RFID系统数据库和原有图书自动化管理应用系统数据库的数据的传输和转换。 

  4 系统应用方案的实施

  4.1  架位标识体系的建立


  新馆排架将继续沿用分类排架体系,同时,结合RFID的应用,满足读者阅读、图书定位和架位管理等多方面的需要,将书库划分多个排架单位(基本区),以书架单面的一层为一个基本区。按照空间物理位置制定编码的方位走向及文献分区范围规划,针对每个基本的文献分级类码,采取“楼层层数+分区号+巷道号+书架的排号+方位标志+书架层数”的编码结构。

  每个排架单位(基本区)的存储编码方式: 


图4 书架单位信息存储图

  采取楼层中加以分区标识,方便工作人员按照区位进行文献的分区上架和指引读者找到正确的书架存放架位。同时工作人员在进行文献上架和归架操作及读者查找索取文献时都以巷道为行走路径,系统以巷道为编码参考实体,利于进行路径指引和导航。

  书架的RFID标识体系可以书架的RFID标识可以采用架标和层标标签,架标用于存储一个书架的单面单联信息,层标用于存储一个书架的单面单联的一层信息,是最小的文献分级类码。

  4.2  RFID标识的加工处理

  系统以RFID技术为流通管理的手段,所有存储的信息将会采取编码的形式,这样不仅提高了存储、读取的效率,而且也保障了数据传输的安全。

  文献在进行采编加工时或入藏之前进行RFID标识的初始化。对所有流通文献粘贴RFID标签,并将文献的基本信息如条码信息、流通类型等写入RFID标签,并激活RFID标签中的EAS保证流通文献的安全。

  读者的RFID标识在读者换证或者申领新证的业务时进行初始化,从后台图书馆自动化集成系统中取出读者证号、证类型、读者证申领日期、失效日期、在借图书等数据写入RFID读者证,在进行借还操作时,二者保持同步或后续的异步更新。


  4.1所述的编码体系为基础,对所有流通库内的书架进行编码,并将相关编码信息写入RFID架标、RFID层标,并按照具体位置在每个书架上粘贴RFID架标、RFID层标。
  我馆所采用的RFID标签和借书证为无源标签,符合国际相关行业标准,如ISO15693标准,ISO 18000-3标准等。
  
  4.3  借/还流程的改造

  
  应用RFID系统后,流通借还将采用RFID工作站借/还及读者自助式借阅/归还相结合的方式。
  RFID工作站借/还可以发挥RFID技术一次识读多个标签的优势,可阅读多方向、多角度的RFID标签和RFID借书证,一次为读者借阅多本文献,提高了工作人员的效率。图书馆员可取代以往利用条形码的流通作业,快速的协助读者流通作业。
  自助借/还系统设备是一种可对粘贴有RFID标签的流通资料进行扫描、识别和借/还处理的设备系统,用于读者自助进行流通资料的借出、归还操作,方便读者和工作人员对流通资料进行借出、归还处理,配备触摸显示屏,提供简单易操作的人机交流界面图形界面和多种语言的视觉交互提示功能。使用自助式设备可以充分发挥读者的自助操作的主动性,减少在图书馆内排队等待借书的时间,减少图书馆内管理的人力。
  我馆配备有12套RFID自助借还系统设备,同时还会设置1套自助归还系统设备用于闭馆时为读者提供馆外还书服务,保证读者一天24小时还书时间。

  4.4  定位导航与指引
  
  依据流通库内架位体系结构及分布,在书架各分区、各巷道内设置分区指引、编码指引及导向,指引读者进行架位的查找。同时,在OPAC查询WEB页面上建立直观的图书馆流通库内架位分布结构导向。读者通过查询终端找到文献的具体存放位置,通过页面导航及流通库内分区巷道指示,可以自助式的准确找到所需要的文献。

  为使读者更为方便、准确的找到文献所在的书架的位置,在建立书架RFID标识的同时应建立相关的文献查询定位导航系统,可以在各楼层、分区、巷道之间设立直观的指引和位置指示图,并在OPAC查询的结果页面中建立文献的具体位置的指示和导向系统,让读者可以依据图书馆书库内的参照物对比自己所处的位置,自助式的找寻到所需要的文献。

  4.5  RFID安全检测系统

  安全门检测系统设备可对粘贴有RFID标签的流通文献进行扫描、安全识别的系统设备,用于流通部门对流通资料的进行安全控制,以达到防盗和监控的目的。该设备系统通过对书籍借阅状态的判断来确定报警提示信息是否鸣响。

  应用RFID安全检测系统,能将馆藏的信息与安全防盗管理合而为一,让图书馆防盗系统更容易处理,并且在脱离中心数据库的情况下仍能独立运作。同时RFID安全系统的识别统计功能可分析读者结构和图书馆利用率,并提供读者更为优质的服务。我馆将在楼层的主出入口设置多个通道的RFID安全检测系统。

  4.6 RFID馆藏清点系统

  馆藏清点设备配备手持式RFID阅读器,可快速非接触式的识别书架上的图书馆藏资源的RFID标签,连接至手持电脑或笔记本电脑,用于运行馆藏清点软件、架位采集软件和存储文献清点结果、架位信息采集数据。

  我馆配备有8台手持式清点系统设备。工作人员借助清点设备,通过对书架及粘贴有RFID标签的流通资料的扫描,可以对流通库文献进行架位信息采集、文献地址信息的采集工作,帮助排架、查找和统计特定的流通资料等。采集的书架架位信息在与图书馆书库架位分布具体位置图融合后,可以建立出详细的书架分布地址数据模型图。

  利用RFID馆藏清点系统设备可以加速盘点作业和提高文献清点的效率,清点的结果是系统性的统计和分析,不仅有文献的数量统计,也有所统计文献的基本条码等信息,系统在通过与流通书目库、馆藏库的对比分析后,可以对流通的效率、文献丢失种类、详细目录、文献遗失率等进行统计,得出更为精确的馆藏分布信息,从而为文献的馆藏管理提供更好的依据。

  4.7 RFID智能定位书车
    
  RFID智能定位书车是深圳图书馆自助研发和设计的一种移动式RFID文献归架管理设备,具备车载电脑、可触摸显示屏幕、RFID阅读器、文献分拣单元、控制显示电路等组成部分,具有自动识别文献、自动寻址指示、书架智能导航等功能,可实现文献架位信息收集、文献分拣、定位归架、巡架纠错、新文献上架、文献倒架等功能。具体如下:
  (1)自带电脑存储在馆文献的架位信息,并能通过与服务终端的连接,实现与中央数据库数据的更新,获取或传递最新的架位信息和文献的存储架位信息。
  (2)在文献分拣到书车上时,通过RFID阅读器识别设备所载文献的RFID中存储的信息,记录并显示文献在设备上的位置,同时根据获取的文献存储架位信息,将需要进行上架工作的架位和书车上对应的书的存放档位对应起来,并在显示屏幕上按照书库的位置将该车书的具体上架位置显示和指引出来,方便工作人员进行高效率归架工作。
  (3)在书车行走过程中,书车可以对书架的架标进行识读,并对比当前该车上的文献的存放架位信息,如果有则通过控制显示电路进行告警,并将应该上架的方位和层数指引出来,引导工作人员以最便捷的方式完成文献归架工作。
  (4)通过RFID阅读器识别在架文献的馆藏号,并与数据库进行数据对比,发现不属于该架位的图书进行报警提示,并给出其正确的架位。
  (5)利用RFID阅读器识别新上架文献的馆藏号及所在的架位号,并上传追加到中央数据库,实现新文献的定位。
  (6)利用RFID阅读器识别原架位号(架位标签)和图书准备移入的架位号(架位标签),并上传到中央数据库,以图书移入的架位号更换原架位号,实现图书倒架。

  5   RFID文献智能管理系统的集成

  由于深圳图书馆的RFID硬件设备是在馆舍完工后才开始分批采购的,因而就涉及到一个对各个硬件设备进行整合的过程。如天线的射频可以穿透金属和铝质门,天线的系统功率、形状和相对位置也会影响数据的发射和接收,需要专业人员对系统的天线进行设计、安装,安全门必须根据RFID标签的可识别范围来设置距离来保证RFID芯片都能够被安全的识别等。系统在安装实施时结合了我馆的家具环境及周围的阅读环境,同时对各个硬件设备同现有的流通终端、家具设施、流动PC设备进行整合,从而实现设备硬件与周围环境的一体化效果。
  
  RFID文献智能管理系统与RFID系统设备及设备自带的RFID应用管理系统之间的整合有以下两种集成方法:
  (1)针对点对点的RFID读写设备,可以通过USB接口或串口连接至装有业务管理程序的客户端PC,经过驱动程序支持建立硬件接口读取程序支持后,图书馆自动化集成系统在这一接口程序的支持下,完成RFID设备对标签、读者证的读取和写入、文献借还EAS的开启与闭合,从而实现对RFID文献、RFID读者证的流通管理和维护。
  (2)针对一体化的系统设备,如自助借还系统设备等,可以通过SIP2协议实现RFID文献智能管理系统与RFID设备应用管理程序的数据交互与业务交互。 
 


图5 RFID文献智能管理系统与RFID应用设备及系统的集成

  由于RFID文献智能管理系统中部分的业务模块是传统的图书馆自动化集成系统的重要组成部分,如流通文献的借还操作、读者证的办理与维护等,因而可以在传统的自动化集成系统中嵌入相应的RFID设备的硬件接口读取程序就可以了;其他的诸如文献定位管理、典藏管理等是全新的概念和业务管理模式,可以作为传统的图书馆自动化集成系统的补充或者是外挂模块。

  6 系统的应用效果

  深圳图书馆新馆于2006年7月12日开馆后,RFID技术和文献智能管理系统的实施应用使深圳图书馆的服务水平和工作效率有了根本性的改进和提高,广大读者和图书馆界同仁都对深圳图书馆所采用的RFID技术产生了浓厚的兴趣,对其便捷与高效有着普遍的认同,并做出了高度的赞誉。新馆启用RFID文献智能管理系统后,读者通过OPAC查询终端实现自助文献查询和索取的积极性大为增加,借助于RFID的高效借还操作和自助式的借还,读者的文献借还的规模及效率也大大提高,开馆后的读者到馆人数增加了6 – 8倍,外借数量增加了5 - 7倍,自助借还设备的利用率达到了50%以上。同时,在启用了“RFID文献智能管理系统”的新馆中,工作人员顶住了开馆时繁重的工作任务和空前巨大的读者压力,原来无法解决的许多老大难问题,如外借量超载、开架书刊错层乱架、在馆文献与书目数据不符等,均得到解决或很大程度的缓解。图书馆员更多的通过先进的RFID设备进行高效率的、高速度的文献上架、归架操作和系统性的文献精确典藏工作,进而有更多的时间和精力为读者提供更专业的文献服务和信息服务。

  应用了RFID智能文献管理系统的深圳图书馆,将更好的提高深圳图书馆的流通服务效率和读者服务水平,改进图书馆的业务工作模式,从而使深圳图书馆的自动化管理水平登上一个新的台阶,真正达到“国内一流图书馆,世界先进图书馆”的水平,同时新的RFID系统的成功实施,也会为我国其他的图书馆引进RFID系统积累宝贵的经验和心得。
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